[發明專利]一種基于拉曼光譜的綠泥石礦物種類鑒定方法

在審

• 申請號: 202011219418.3
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112362636A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 楊敏;徐友寧;董會;陳華清;周寧超;張江華;葉美芳;劉三
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學;中國地質調查局西安地質調查中心(西北地質科技創新中心)
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N1/28
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明屬于綠泥石礦物鑒定技術領域，公開了一種基于拉曼光譜的綠泥石礦物種類鑒定方法，通過獲取綠泥石礦物薄片的拉曼光譜；對光譜數據的平滑去噪處理，采用Voigt函數擬合進行特征吸收峰位置的確定；拉曼光譜數據在數據處理終端中進行光譜曲線平滑數據預處理，經過光譜數據平滑環節的曲線進行特征吸收峰的峰位擬合與定位；依據特征吸收峰位置與綠泥石鐵含量的線性統計關系，按照特征吸收峰位置快速鑒定綠泥石礦物的亞種類別。本發明通過拉曼光譜得到蝕變帶中綠泥石礦物的鐵鎂相對含量信息，縮短了傳統電子探針方法獲取鐵鎂含量所需的時間，省時省力，同時節省了經費。

技術領域

本發明屬于綠泥石礦物鑒定技術領域，尤其涉及一種基于拉曼光譜的綠泥石礦物種類鑒定方法。

背景技術

目前，綠泥石礦物富鐵貧鎂和富鎂貧鐵亞種鑒定主要包括電子探針微區分析、電子顯微鏡觀測和近紅外光譜分析。近紅外光譜分析中的缺點是：數據質量較差。電子顯微鏡分析方法的缺點是：只能進行外形觀察。

電子探針儀借助于細聚焦電子束，對樣品表面進行照射，由此使得試樣元素的X射線被激出，接著使用波長色散譜檢測設備，以及計數系統，對該射線的波長、強度等進行檢測，于是便能得到相應試樣的元素種類與比例。對該射線的波長，或者特征能量進行分析，便能得到該試樣的具體元素，這屬于典型的定性分析，而結合該射線的強度，便能獲得相應元素的比例，這屬于典型的定量分析。這種檢測裝置的鏡筒元件，其構造與電子顯微鏡基本一致。只是在檢測裝置環節，運用了X射線譜裝置，并借助于它，對該射線的特征波長與能量進行檢測，這樣便能對微區的化學成分展開分析。所以，除卻專門電子探針裝置之外，還可以將其用作附件，配置于掃描或者透射電鏡的鏡筒之上，進而更好滿足微區組織形貌、化學構成、晶體結構的綜合性分析需求。而且這種分析模式，無需破碎試樣，而且它的分析直徑與深度，通常都會超過1微米，且原子系數超過4之上的各種元素。然而，如果元素的序數低于12，那么該檢測裝置就缺乏相應的靈敏度。該裝置在常規檢測中，其相對敏感度可以達到萬分之一，部分環境更是高達十萬分之一。檢測的絕對靈敏度，則會因為元素的不同而有所差異，通常在10-14以及10-16g。借助于該方法，能夠對元素從點、面、線這三個視角進行分析，如果原子序數超過10，且比例超過10.0％的元素，其定量分析的精度，可以超過正負2.0％。電子顯微鏡是根據電子光學原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學透鏡，使物質的細微結構在非常高的放大倍數下成像的儀器。主要用于觀察固體表面的形貌，而不能分析物質的成分變化。近紅外光譜分析是根據分子光學振動原理，用近紅外光束照射被測物，被測物吸收部分光能后，其余光能反射和透射被傳感器接收，獲得近紅外光譜。主要用于定性觀察物質中某些活性官能團的屬性。近紅外光譜與拉曼光譜類似，也可以反映物質成分變化的信息，但是由于近紅外漫反射或透射數據和拉曼的激光激發數據相比，強度低、信號弱、噪聲高，分析難度相對較大。

現有電子探針設備最早應用于金屬領域。主要是對合金中，諸多組成相、雜物等元素進行定性與定量分析，而且還能得出元素的擴散與偏析等問題。此外，它在金屬材質氧化與腐蝕問題領域也得到廣泛應用，可以對鍍層、薄膜厚度以及成分進行相應的測量，另外，該裝置還是遴選工藝、特種材料分析、機械部件失效分析等常用的一種方式。利用該分析法，就能得到樣品的化學構成，以及諸多元素的重量百分數。在具體分析之前，還需要結合實驗目的，制備對應的樣品，同時還需要使之表面具有一定的清潔度。借助于波譜儀對樣品進行分析時，需要確保樣品具有平整度，否則會影響X射線的強度。

目前的電子探針設備存在的問題是：

(1)現有電子探針設備屬于實驗室大型儀器，精確度很高，但數據處理計算較麻煩，需要具備比較專業的礦物學計算技術。

(2)現有技術中，主要利用電子探針進行礦物亞類的分析，其制樣過程多了表面噴碳的環節，同時分析成本也更昂貴；傳統的礦物拉曼光譜分析主要是利用標樣的特征譜來進行礦物種類的匹配，由于傳統礦物學研究不考慮成本，側重于使用電子探針進行精確分析，而面向大量樣品的調查性工作的礦物亞類鑒別尚沒有利用拉曼光譜進行分析。